DE2944503C2

DE2944503C2 - Geschäumte Radiergummis, sowie Verfahren und Vorrichtungen zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2944503C2
Application number: DE2944503A
Authority: DE
Inventors: Werner 8503 Altdorf Handl
Original assignee: Fa JS Staedtler 8500 Nuernberg; JS Staedtler GmbH and Co KG
Current assignee: J S Staedtler & Co 8500 Nuernberg De GmbH
Priority date: 1979-11-03
Filing date: 1979-11-03
Publication date: 1982-01-28
Also published as: JPS5684998A; US4485520A; DE2944503A1

Description

Die Erfindung betrifft geschäumte Radiergummis aus Mischungen auf der Basis von Polyvinylchlorid oder Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat-Plastisolen oder plastifizierter, fließfähiger Kautschuk-Mischungen sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger geschäumter Radiergummis und Fertigungsvorrichtungen hierfür.

Die bisher bekannten geschäumten Radiergummis weisen sehr grobporige und ungleichmäßige Struktur auf. Sie werden in der Regel dadurch hergestellt, daß der jeweiligen Grundsubstanz geeignete Treibmittel zugesetzt werden, die sich bei erhöhter Temperatur unter Gasabspaltung zersetzen.

Durch diesen exothermen und irreversiblen Zersetzungsvorgang entstehen einzelne Hohlräume in der Radiermasse, die weder in bezug auf ihre Größe, noch auf ihre gleichmäßige Verteilung innerhalb der gesamten Masse steuerbar bzw. beeinflußbar sind.

Außerdem lassen sich derartige Radiergummis nicht kontinuierlich herstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen geschäumten Radiergummi mit gleichmäßiger, feiner und

ίο variab'er Struktur, ein Verfahren zur Herstellung derartiger geschäumter Radiergummis sowie hierfür geeignete Vorrichtungen zu schaffen, mit denen es ermöglicht wird, diese geschäumten Radiergummis auch in kontinuierlicher Arbeitsweise zu fertigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Radiergummimasse feinstverteiltes Gas als Porenbildner enthält, daß zunächst das Plastisol bzw. die fließfähige Mischung der Grundsubstanz aufgeschäumt wird, wonach der Schaum in eine Geliervorrichtung

gelangt, in der er unter Hitzeeinwirkung geliert bzw. aushärtet und nach dem Abkühlen ggf. geschnitten wird und daß als Geliervorrichtung ein kontinuierlich arbeitendes Förderaggregat mi ι einem oder mehreren hintereinander angeordneten Heizelementen verwendet wird.

Vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den ergänzenden Unteransprüchen aufgezeigt.

Durch das in der Radiergummimasse als Porenbildner

JO enthaltene und während der Herstellung der fließfähigen Mischung der Grundsubstanzen eingebrachte und feinstverteilte Gas weist der so erhaltene Radierer besonders feinporige und gleichmäßige Porenstruktur auf, die in Abhängigkeit von der Luft- oder Gaszugabe bzw. der Konsistenz der Grundmasse variabel ist.

Ebenso kann hierdurch die Enddichte des fertigen Produktes beliebig eingestellt werden. Werte zwischen 0,8 und 1,4, vorzugsweise zwischen 0,9 und 1,3 g/cm³, sind besonders vorteilhaft.

Durch die Beimischung von Emulgatoren und/oder Lösungsmitteln läßt sich der Schaum währe.id der Fertigung für längere Zeit stabilisieren. Das Lösungsmittel wirkt darüber hinaus ggf. noch als ergänzender oder im Extremfall auch als ausschließlicher Porenbildner und sollte zwischen 20 und 120°C flüchtig sein.

Nach dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren können, insbesondere durch die Kombination eines handelsüblichen, kontinuierlich arbeitenden Mischers mit einer Geliervorrichtung, die ebenfalls kontinuierlichen Materialdurchlauf ermöglicht, erstmalig auf überraschend einfache Weise geschäumte Radiergummis mit äußerst feinporiger, gleichbleibender Schaumstruktur besonders leicht und preiswert hergestellt werden.

Der mit der Geliervorrichtung direkt gekoppelte Mischer fördert den erzeugten Schaum unter Druck unmittelbar auf bzw. in das kontinuierlich arbeitende Förderaggregat. Mittels diesem wird die geschäumte Masse durch die differenziert aufgebaute Heizzone beispielsweise mit Temperaturstufen von 60, 90, 120, 130, 135"C geführt. Hierbei härtet die Radiergummimasse bei richtig gewählter Beheizungsart bzw. bei bewegter Förderung unter Beibehaltung ihrer Radierfähigkeil aus und kann anschließend beispielsweise im

b5 Wasserbad abgekühlt und dann zu gebrauchsfähigen, beliebig großen Stücken geschnitten werden.

Besteht die Geliervorrichtung aus einem beheizbaren Extruder, so ist die Art der zugeführten Wärme

sekundär, da durch die Bewegung der Radiermasse innerhalb des Extruders eine gleichmäßige Aushärtung ohne Krustenbildung oder Entstehung unterschiedlicher Härtungszonen erfolgt.

Wichtig ist hierbei jedoch, daß der Extruder differenzierte Temperaturzonen aufweist, die die Einstellung der beispielsweise obengenannten Temperaturstufen ermöglicht und daß die Förderschnecke des Extraders gleichmäßig profiliert ist, so daß der Durchsatz des Schaumes ohne Rückstau oder größere Druck- oder Scherbeeinflussung erfolgen kann.

Besonders geeignet sind reine Förderschnecken mit gleicher Gangtiefe, beispielsweise zwischen 2 und 6 mm, gleicher Steigung von vorzugsweise 30° und gleichmäßiger Kanalbreite.

Insbesondere bei der Verwendung anderer Förderaggregate, wie Förderbändern oder ähnlichem, wird nach ergänzenden Merkmalen der Erfindung vorgeschlagen, daß als Heizelemente keine Strahlungswärme erzeugenden Geräte, sondern vorzugsweise Hochfrequenzoder Mikrowellenheizvorrichtungen verwendet werden.

Durch derartige Heizungen erfolgt die Aushärtung bzw. Gelierung der Radiermasse nicht unmittelbar von außen nach innen, sondern gleichmäßig innerhalb des ganzen Profilstranges, so daß sich weder unterschiedliche Zonen, noch glatte, nicht radierfähige Randzonen bzw. Oberflächen bilden.

Für die erfindungsgemäßen Radiergummis bzw. für die Herstellung von Radiergummis mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren eignen sich u. a. Mischungen, wie sie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen aufgezeigt sind:

Beispiel 1

25,0 Teile Polyvinylchlorid (PVC) mit K-Wert 70

37,0 Teile Calciumcarbonat (Korngröße < 5 μ)

37,0 Teile Di-2-äthylhexyIphthalat

l,0Teil Calciumstearat

Diese Bestandteile werden zu einem vollständig dispergierten Plastisol vermischt und dann in den Mischer eingebracht, wonach in diesem das Gas zu- oder freigesetzt und im Plastisol gleichmäßig verteilt wird.

Beispiel 2

28 Teile PVC (K-Wert 70)

35 Teile Calciumcarbonat (Korngröße < 5 μ)

38 Teile Dibutylphthalat

1 Teil Calciumstearat

Beispiel 3

25 Teile PVC (K-Wert 70)

35 Teile Calciumcarbonat (Korngröße <5μ)

35 Teile Di-2-älhylhexyiphthalat

4 Teile Isotridecanol-Polyglykoläther

1 Teil Aluminiumstearat

Beispiel 4

31 Teile PVC (K-Wert 70)

30 Teile Calciumcarbonat (Korngröße 2 — 15 μ)

35 Teile Di-isononyladipat

4 Teile Alkylbenzol mit einem linearen Qo-Alkylrest

1 Teil Calciumstearat

Beispiel 5

43 Teile PVC (K-Wert 70)

50 Teile Di-2-äthylhexylphthalat

A Teile pyrogene Kieselsäure

2 Teile Fettalkohol-äthoxylat

1 Teil Calciumstearat

Beispiel 6

25 Teile PVC (K-Wert 70)

36 Teile Calciumcarbonat (Körnung < 5 μ)

37 Teile Di-2-äthylhexylphthalat
1 Teil n-Heptan

1 Teil Calciumstearat

Die Mischungen weisen außer den zur üblichen Radiergummiherstellung erforderlichen Grundsubstanzen bereits zur Schaumstabilisierung bzw. zur Schaumbildung geeignete Emulgatoren und/oder weitere Lösungsmittel auf. Die Bestandteile werden zu einem vollständig dispergierten Plastisol vermischt. Diese Mischung der Grundsubstanzen wird im Mischer verschäumt und dann der Geliervorrichtung zugeführt.

Neben den in den Beispielen aufgeführten Mitteln eignen sich auch anderweitige, oberflächenaktive Substanzen und/oder zwischen 20 und 120° flüchtige Lösungsmittel zur Erzielung und Stabilisierung besonders feinporiger Schäume.

FaIiS erforderlich oder gewünscht, kann die Viskosität des Plastisols durch die Verwendung schneller oder langsamer gelierender Weichmacher beeinflußt werden, um insbesondere die Verweilzeit im Mikrowellen- oder Hochfrequenzfeld variieren zu können, wodurch sich der jeweils gewünschte Abrieb des fertigen Radierers einstellen läßt.

Der Anwendungsbereich der Erfindung ist mit den angeführten Beispielen natürlich nicht ausschließlich umrissen bzw. eingeschränkt. Praktisch kann jede plastifizierbare Radiergummimischung mit oder ohne abrasiven Füllstoffen oder sonstigen beliebigen Zusätzen zur Herstellung erfindungsgemäßer, geschäumter Radiergummis mit dem vorgeschlagenen Verfahren und den genannten Vorrichtungen verwendet werden.
Bei der Benützung eines Extruders als Förderelement erhält der Radiergummi i. d. R. sein strangförmiges Außenprofil durch die dem Extruder vorgeschaltete Düse, während bei einem Förderband diverse Flächenprofile und beliebige Motive oder Strukturen, insbesondere senkrecht zur Förderrichtung, vorgegeben werden

so können.

Der zu verwendende Mischer sollte vorzugsweise eine regelbare Förderpumpe für den Ein- und Auslaß des Mischgutes sowie beliebig dosierbare Gas-Einlaßvorrichtungen und eine Drehzahlsteuerung aufweisen.

Beim Mischen wird das Gas in den Mischer eingebracht oder in diesem freigesetzt und in dem Plastisol gleichmäßig verteilt, so daß sich steifer, physikalischer Strukturschaum bildet, der, beliebig steuerbar, unter Druck in den Extruder eingegeben oder auf ein

ho Förderband aufgebracht wird und dann unter differenzierter Hitzeeinwirkung zu Radiergummis geliert bzw. aushärtet.

Als schaumstabilisierende Emulgatoren wirken die Komponenten: »Isotridecanol ...«, »Alkylbenzol ...«

b5 und »Fettalkohol-äthoxylat« der Beispiele 3, 4 und 5, während »n-Heptan« in Beispiel 6 ein die Schaumbildung bewirkendes bzw. ein den Schaum verstärkendes Lösungsmittel darstellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Geschäumte Radiergummis aus Mischungen auf der Basis von Polyvinylchlorid oder Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat-Plastisolen oder plastifizierten, fließfähigen Kautschuk-Mischungen, d a durch gekennzeichnet, daß die Radiergummimasse feinstverteiltes Gas als Porenbildner enthält.

2. Geschäumte Radiergummis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dichte von 0,8 bis 1,4, vorzugsweise von 0,9 bis 1,3 g/cm³, aufweisen.

3. Verfahren zur Herstellung geschäumter Radiergummis aus Mischungen auf der Basis von Polyvinylchlorid oder Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat-PIastisolen oder plastifizierten, fließfähigen Kautschuk-Mischungen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Plastisol bzw. die fließfähige Mischung der Grundsubstanzen in einem kontinuierlich arbeitenden Mischer aufgeschäumt wird, daß dann dieser Schaum in eine sich direkt an den Mischer anschließende Geliervorrichtung gelangt, in der er unter Hitzeeinwirkung geliert bzw. aushärtet, und daß anschließend die ausgehärtete Masse abgekühlt und in gebrauchsfähige Stücke geschnitten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung verwendet wird, die Emulgatoren und/oder zusätzliche Lösungsmittel enthält.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geliervorrichtung aus einem kontinuierlich arbeitenden Förderaggregat und einem oder mehreren hintereinander angeordneten Heizelement(en) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geliervorrichtung aus einem heizbaren Extruder besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder differenzierte Temperaturführungszonen sowie eine gleichmäßig profilierte Förderschnecke aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Aushärtung der Radiermasse Hochfrequenz- oder Mikrowellenheizelemente aufweist.